陶砂轻骨料对混凝土性能的影响研究
Study on the effect of pottery sand lightweight aggregate on concrete properties
关键词：
大体积混凝土；陶砂；预湿处理；工作性；力学性能；体积稳定性；抗氯离子渗透性能；界面过渡区
Key words：
Mass concrete; Pottery sand; Pre-wetting treatment; Workability; Mechanical property; Volume stability; Chloride ion penetration resistance; Interface transition zone
刊期：
2025年第10期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.10.102.05
文章编号：
基金项目：
作者：
马立超1，江京平2，王 宇2，3，*
单位：
1.中铁大桥局第五工程有限公司，江西 九江 332000；2.中铁大桥局集团有限公司，湖北 武汉 430050；3.桥梁智能与绿色建造全国重点实验室，湖北 武汉 430034
摘要
摘 要：对陶砂进行预湿处理，研究了其取代率（0、20%、40%、60%）对混凝土工作性、力学性能、体积稳定性、抗氯离子渗透性能的影响，并进行了微观分析。结果表明：当陶砂取代率为20%时，混凝土的界面过渡区结构致密，综合性能表现最优，此时混凝土的表观密度为2 310 kg/m3，坍落度和扩展度分别为240 mm和555 mm，56 d抗压强度和比强度分别为69.3 MPa和0.030 0 （N·m）/kg，体积稳定性较好，56 d电通量为1 442 C。
Abstract: Pottery sand was pre-wetted, and the effects of its replacement rate (0, 20%, 40%, 60%) on concrete workability, mechanical properties, volume stability, and chloride ion penetration resistance were investigated, and microscopic analysis was conducted. The results indicate that when the pottery sand replacement rate is 20%, the concrete has a dense interfacial transition zone structure and exhibits optimal overall performance. At this pottery sand replacement rate, the apparent density of the concrete is 2 310 kg/m3, the slump and slump-flow are 240 mm and 555 mm, respectively, the 56 d compressive strength and specific strength are 69.3 MPa and 0.030 0 (N·m)/kg, respectively, the volume stability is good, and the 56 d electrical flux is 1 442 C.
结论
（1）随着陶砂取代率的增加，混凝土的工作性先增后降，表观密度降低，抗压强度及比强度均先增后降，自生体积收缩量降低，干燥收缩值基本先略减小后增大，电通量增大。当陶砂取代率为20%时，混凝土的综合性能相对最优，此时，混凝土的表观密度为2 310 kg/m3，坍落度、扩展度分别为240 mm、555 mm，56 d抗压强度和比强度分别为69.3 MPa和0.030 0 （N·m）/kg，体积稳定性较好，56 d电通量为1 442 C。
（2）当陶砂以适宜的比例掺入体系时，其内养护效应可有效促进周边胶凝材料的水化进程，生成的水化产物能够有效充填陶砂表面的孔隙结构，优化混凝土界面过渡区的微观性能，从而提升结构的致密性。综合考量混凝土的各项性能，本试验推荐陶砂的最佳取代率为20%。
参考文献
[1] ANISKIN N,NGUYEN T C.Influence factors on the temperature field in a mass concrete[J].E3S Web of Conferences,2019,97:05021.
[2] 刘毅恒,薛涛,姜昊天.复合相变材料在大体积混凝土中的应用研究现状及展望[J].绿色科技,2021,23(2):205-207.
[3] 鄢燕颖.大体积混凝土裂缝控制技术研究[J].绿色环保建材,2020(10):12-13.
[4] 朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国水利水电出版社,2012.
[5] JIN W Z,JIANG L H,HAN L,et al.Influence of curing temperature on the mechanical properties and microstructure of limestone powder mass concrete[J].Structural Concrete,2020,22:745-755.
[6] 谢彪,徐文,张坚,等.C50低温升、低收缩海工大体积混凝土抗裂性能研究与应用[J].混凝土,2021(9):98-101,105.
[7] KINDA J,BOURDOT A,CHARPIN L,et al.Experimental and numerical investigation of drying rate impact on moisture loss,exchange coefficient and drying shrinkage of cement paste[J].Construction and Building Materials,2022,330:127099.
[8] 潘利,徐文,梁志雯,等.常泰长江大桥主航道桥主墩承台大体积混凝土抗裂技术研究[J].桥梁建设,2024,54(3):8-14.
[9] 黄必斌,徐卫春,章艳,等.超长墙体大体积C50混凝土开裂特征与成因分析[J].建筑结构,2023,53(增刊1):1589-1594.
[10] ALSHAMMARI T O,GUADAGNINI M,PILAKOUTAS K.The effect of harsh environmental conditions on concrete plastic shrinkage cracks:Case study saudi arabia[J].Materials,2022,15(23):8622.
[11] 梁天明.蒸压陶粒的内养护作用对混凝土力学性能的影响研究与应用[D].南京:南京理工大学,2023.
[12] 蒋春园,姚丕强,黄雄,等.粗陶砂对超高性能混凝土的性能及微观结构的影响[J].混凝土,2023(7):21-23,27.
[13] 王青,高舒畅,高嘉呈,等.掺陶砂超高性能轻质混凝土的性能及其影响因素[J].硅酸盐通报,2023,42(6):1996-2006,2026.
[14] YAO X L,WANG W L,LIU M,et al.Synergistic use of industrial solid waste mixtures to prepare ready-to-use lightweight porous concrete[J].Journal of Cleaner Production,2019,211:1034-1043.
[15] 高德军,赵一诺,彭艳周,等.页岩陶砂对超高性能轻质混凝土收缩性能的影响[J].三峡大学学报(自然科学版),2025,47(4):64-70.
[16] 程华强,李跃鹏,周林,等.陶砂和膨胀剂对轻质超高性能混凝土力学性能及体积稳定性的影响[J].新型建筑材料,2023,50(5):8-11,24.
[17] 李伟,乔天龙,纪坤,等.轻骨料混凝土配合比设计与应用[J].建筑技术,2024,55(7):800-803.
[18] 褚洪岩,安圆圆,秦健健,等.轻质高性能混凝土力学性能及微观结构研究[J].硅酸盐通报,2023,42(8):2722-2732.
[19] 周倩倩.轻骨料对超高性能混凝土力学性能及微结构的影响[D].长沙:中南大学,2022.
引用本文
马立超,江京平,王宇.陶砂轻骨料对混凝土性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品,2025(10):102-106.
MA L C,JIANG J P,WANG Y.Study on the effect of pottery sand lightweight aggregate on concrete Properties[J].China Concrete and Cement Products,2025(10):102-106.
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